Бореальная экосистема - Boreal ecosystem

А бореальная экосистема является экосистема с субарктический климат расположен в Северное полушарие, примерно между 50 ° и 70 ° с.ш. широта. Эти экосистемы расположены в Бореальные леса которые широко известны как тайга, особенно в Европа и Азия.[1] Экосистемы, расположенные непосредственно к югу от бореальных зон, часто называют гемибореальный.

В Köppen символы бореальных экосистем DFC, Dwc, Dfd, и Dwd.

Исследование бореальной экосистемы и атмосферы (BOREAS)

Исследование бореальной экосистемы и атмосферы (BOREAS) было крупным международным полевым исследованием в канадских бореальных лесах. Основное исследование было завершено в период с 1994 по 1996 год, и программа щедро спонсировалась НАСА. Основные задачи заключались в том, чтобы определить, как бореальный лес взаимодействует с атмосферой, как изменение климата повлияет на лес и как изменения в лесу влияют на погоду и климат.[1]

Последствия изменения климата

Бореальные экосистемы демонстрируют высокую чувствительность как к естественным, так и антропогенное изменение климата, атмосферное потепление за счет Выбросы парниковых газов в конечном итоге приводит к цепная реакция климатических и экологических воздействий.[2][3] Первоначальные последствия изменения климата для бореальной экосистемы могут включать, помимо прочего, изменения температуры, количества осадков и сезон созревания.[4] На основе исследований бореальных экосистем в Юкон, территории на северо-западе Канады, изменение климата оказывает влияние на эти абиотические факторы.[4] Как следствие, эти эффекты вызывают изменения в лесах. экотон а также болота или озера в бореальных экосистемах.[5] Это также касается продуктивности растений и взаимодействия хищник-жертва, что в конечном итоге приводит к потеря среды обитания, фрагментация, и угрожает биоразнообразию.[4]

Что касается бореальных деревьев, предел для любого данного вида в направлении полюса, скорее всего, определяется температурой, тогда как экваториальный предел обычно определяется конкурентным исключением.[6] В основном, когда происходят изменения климата, следует изменение соответствующих погодных переменных.[6]По мере изменения климатических условий могут происходить изменения в экосистеме, включая время миграции, спаривания и цветения растений. Это может привести к переходу в экосистему другого типа, поскольку уже наблюдался сдвиг на север видов растений и животных.[7] Деревья могут расширяться в сторону тундры; однако они могут не выжить из-за различных стрессовых факторов температуры или осадков.[8] Ставка зависит от роста и репродуктивная скорость, и способность адаптации растительности.[8] Кроме того, миграция флоры может отставать от потепления на несколько десятилетий или столетие, и в большинстве случаев потепление происходит быстрее, чем растения могут за ним поспеть.[7][8]

Из-за вечная мерзлота изменения в результате таяния и беспокойства, такие как пожары и нашествия насекомых, некоторые модели предполагают, что бореальные леса превратились в чистый источник углерода, а не в чистый сток углерода.[7] Хотя деревья в бореале стареют, они продолжают накапливать углерод в своих биомасса. Однако при нарушении нормального режима количество углерода будет потеряно в атмосферу.[7]

В некоторых районах бореальные экосистемы расположены на слое вечной мерзлоты, который представляет собой слой постоянно мерзлой почвы. Подземка корневые системы бореальных деревьев стабилизируются вечной мерзлотой, что позволяет более глубоко улавливать углерод в почве и помогает в регулировании гидрология. [9][8] Вечная мерзлота способна накапливать вдвое больше атмосферного углерода, который может быть мобилизован и выпущен в атмосферу в виде парниковых газов при оттаивании в условиях обратной связи с потеплением.[10] Бореальные экосистемы содержат в почве около 338 пг (петаграмм) углерода, что сопоставимо с количеством, которое хранится в биомассе тропических экосистем.[11]

Экосистемные услуги

В бореальных экосистемах круговорот углерода является основным производителем экосистемные услуги в основном производство древесины и регулирование климата. Бореальная экосистема Канады - один из крупнейших резервуаров углерода в мире.[12] Более того, эти бореальные экосистемы в Канаде обладают высоким гидроэнергетическим потенциалом и, таким образом, могут внести свой вклад в экономику, основанную на ресурсах.[13] Посредством оценки экосистемы, данных инвентаризации и моделирования ученые могут определить взаимосвязь между экосистемными услугами и биоразнообразием и влиянием человека.[14] Сами леса являются производителями пиломатериалов, регулирующими качество воды, почвы и воздуха.[15] В течение последнего десятилетия количество исследований, посвященных взаимосвязям между экосистемными услугами, увеличивалось. [16] Это связано с ростом человеческого управления экосистемами посредством манипулирования одной экосистемной услугой с целью использования ее максимальной производительности. В конечном итоге это приводит к снижению предложения других экосистемных услуг.[16]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б "Введение в BOREAS, исследование бореальной экосистемы и атмосферы". Земная обсерватория НАСА. НАСА. 1999-12-06. Получено 13 марта 2013.
  2. ^ Чапин, Ф. С. и др. 2004. Устойчивость и уязвимость северных регионов к социальным и экологическим изменениям. Амбио 33: 344-349.
  3. ^ MacDonald, G. M., T. W. D. Edwards, K. A. Moser, R. Pienitz и J. P. Smol. 1993. Быстрая реакция лесной растительности и озер на потепление климата в прошлом. Nature 361: 243-246.
  4. ^ а б c Бунстра, Р., Бутин, С., Юнг, Т. С., Кребс, К. Дж., И Тейлор, С. (2018). Влияние повторного вымирания, интродукции видов и изменения климата на структуру и функции экосистемы бореальных лесов Юкона. Интегративная зоология, 13 (2), 123-138. DOI: 10.1111 / 1749-4877.12288
  5. ^ Тиннер, В., Биглер, К., Гедье, С., Грегори-Ивз, И., Джонс, Р. Т., Кальтенридер, П.,. . . Ху, Ф. С. (2008). 700-летняя палеоэкологическая запись реакции бореальной экосистемы на изменение климата Аляски. Экология, 89 (3), 729-743. DOI: 10.1890 / 06-1420.1
  6. ^ а б Вудворд, Ф. 1987. Климат и распространение растений. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания. 188 с.
  7. ^ а б c d Олссон, Р. (2009). Бореальный лес и изменение климата.
  8. ^ а б c d Бонан, Г. Б. (2008). Леса и изменение климата: силы, обратная связь и преимущества лесов для климата. Science 320: 1444–1449.
  9. ^ Эштон, М. С., М. Л. Тиррелл, Д. Сполдинг и Б. Джентри. (2012). Управление лесным углеродом в условиях меняющегося климата. Нью-Йорк: Спрингер.
  10. ^ Лорэнти, М. М., Эбботт, Б. В., Блок, Д., Дуглас, Т. А., Эпштейн, Х. Э., Форбс, Б. С.,. . . Уокер, Д. А. (2018). Обзоры и обобщения: Изменение влияния экосистемы на термический режим почвы в северных высокоширотных регионах вечной мерзлоты. Биогеонауки, 15 (17), 5287-5313. DOI: 10.5194 / bg-15-5287-2018
  11. ^ Лал, Р. (2004). Связывание углерода в почве для смягчения последствий изменения климата. Геодермия, 123 (1-2), 1-22. DOI: 10.1016 / j.geoderma.2004.01.032
  12. ^ МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2001. Глава 1: Глобальные перспективы. В: R.T. Уотсон, И. Нобель, Б. Болин, Н. Х. Равиндранат, Д. Дж. Верардо и Д. Доккен. Ред. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. 550 с.
  13. ^ Пашер, Дж., Сид, Э., и Даффе, Дж. (2013). «Разработка слоев антропогенных нарушений бореальной экосистемы Канады на основе изображений Landsat с 2008 по 2010 год». Канадский журнал дистанционного зондирования, 39 (1), 42-58. DOI: 10,5589 / m13-007
  14. ^ Акуярви, Ану и др. «Экосистемные услуги бореальных лесов - картирование углеродного бюджета с высоким разрешением». Журнал экологического менеджмента, вып. 181, 1 октября 2016 г., стр. 498–514. Science Direct, Elsevier, DOI: 10.1016 / j.jenvman.2016.06.066.
  15. ^ Pohjanmies, T., Triviño, M., Le Tortorec, E. et al. Амбио (2017) 46: 743. https://doi.org/10.1007/s13280-017-0919-5
  16. ^ а б Беннет, Елена М., и другие. «Понимание взаимосвязей между множеством экосистемных услуг». Письма об экологии, т. 12, вып. 12, 21 ноября 2009 г., стр. 1394–1404. Онлайн-библиотека Wiley, DOI: 10.1111 / j.1461-0248.2009.01387.x.